Профіліни.

Це родина актин-зв’язувальних білків. В більшості клітин профілін зв’язаний з плазмолемою і приєднує актин у співвідношенні 1: 1. Він модулює організацію актину, каталізуючи заміну АДФ-актину на АТФ-актин та відщеплює мономери актину від тімозину на кінці актинового філаменту, що росте.

Спектрин (або фодрин) та анкирин – білки, що були відкриті в еритроцитах ссавців як найважливіші компоненти цитоскелету, зв’язаного з мембраною. В зрілих еритроцитах ссавців ядро та внутрішні мембрани втрачені, зі всіх мембран залишається лише плазмолема. Її підтримує двомірна мережа з тетрамерів спектрину, кінці яких з’єднані за допомогою дуже коротких актинових філаментів. Через анкиринові містки ці тетраметри зв’язані з трансмембранними білками смуги 3

Білки, подібні спектрину та анкирину виявлені в кортексі багатьох клітин хребетних.

Були висунуте припущення, що надзвичайно тонка (20 нм) цитоскелетна мережа, що лежить під плазмолемою зрілого еритроцита, утворюється з більш товстого кортекса ядерної клітини – попередника в результаті поступової деполімеризації актинових філаментів. В цьому випадку просторову організацію білків кортексу в еритроциті можна розглядати як модель цитоскелетних мереж на актиновій основі, що слугує опорою для плазмолеми в усіх тваринних клітинах.

Рис. 5. 4. Схема формування актинового кортексу клітин.

Другий функціональний тип приєднання актину до плазмолеми можна виявити в мікроворсинках – пальцеподібних виступах плазмолеми, що виявлені на поверхні багатьох тваринних клітин. Особливо багато мікроворсинок в епітеліоцитах тонкого кишечнику, які мають тисячі ворсинок, розташованих на апікальній поверхні (за їх рахунок всмоктувальна поверхня клітини збільшується у 20 разів).

В середині кожної мікроворсинки знаходиться жорсткий пучок з 20-30 паралельних актинових філаментів, що іде від верхівки до основи, де вони занурені в клітинний кортекс. Всі філаменти орієнтовані “+” кінцями назовні та утримуються разом на однаковій відстані один від одного декількома актинзв’язувальними білками, а саме фібрином та фасцином

Рис.5.5. Схема будови мікроворсинки. Серцевину мікроворсинки складає пучок паралельних актинових філаментів.

На відміну від філаміна та інших білків, які зшивають актинові філаменти, являються гнучкими молекулами та об’єднують актинові філаменти в пухку мережу, фібрин та фасцин є невеликими, компактними молекулами. Вони об’єднують актинові філаменти у щільні пучки, утримуючи їх паралельно один одному на відстані 10 нм. Нижній кінець актинового пучка мікроворсинки заякорений в спеціалізованому кортексі апікальної частини клітини. Цей кортекс носить назву термінальної мережі, він містить густе сплетіння з молекул спектрину, що лежать поверх шару проміжних філаментів. Термінальна мережа ніби фіксує актинові пучки, а тим самим і мікроворсинки, під прямим кутом до апікальної поверхні клітини.

Як же пучок акти нових філаментів кріпиться до мембрани, що його одягає?

По всій довжині пучка, як сходинки гвинтової драбини, розташовані бічні відростки, що контактують з плазмолемою. А на верхівці мікроворсинки “+” кінці актинових філаментів з’єднані з мембраною через «шапочку» з безструктурної речовини. Було з’ясовано, що бічні відростки складаються з молекули міні-міозину (міозину І), з якою міцно з’єднаний кальційзв’язувальний білок кальмодулін. Своєю АТФ-залежною головною ділянкою міні-міозин зв’язується з актиновими філаментами серединного пучка мікро ворсинки, а короткою хвостовою ділянкою приєднується до плазмолеми.

Чому для формування такого зв’язку використовується рухальний білок?

Оскільки молекули міозину рухаються по актиновим філаментам у напрямку до “+” кінця, то слід очікувати, що у мікроворсинці вони повинні тягнути компоненти мембрани до її верхівки. Ймовірно, що такий механізм сприяє безперервному злущуванню плазмолеми з кінця мікроворминки в просвіт кишки.

І останнє. Пучки актинових філаментів часто приєднуються до плазмолеми таким способом, що дозволяє їм передавати тягнуче зусилля на субстрат - чи то на позаклітинний матрикс, чи то на іншу клітину. До такого з’єднання кінця актинового пучка з плазмолемою залучаються трансмембранні лінкерні глікопротеїни.

Фокальні контакти (адгезійні пластинки)- зв’язок актинових філаментів з позаклітинним матриксом (рис. 5.6).

Клітинний кортекс з’єднується з позаклітинним матриксом за допомогою білка-лінкера рецептора фібронектина (дволанцюговий глікопротеїн з групи інтегринів). Його зовнішній домен з’єднується з фібронектином, а цитоплазматичний – з актиновими філаментами. Цей зв’язок не є прямим, у ньому приймають участь ще, як мінімум 4 білки. Талін зв’язується з цитоплазматичним доменом рецептора фібронектина та з вінкуліном. Останній з’єднується з білком, що кепірує “+” кінець актинових філаментів, та a-актином.

Рис. 5.6. А. Формування фокальних контактів. Б. Участь внутрішньоклітинних протеїнів у формуванні контактів за участю трансмембранних лінкерів.

Опоясувальна десмосома (адгезійний пояс) є прикладом з’єднання актинових філаментів, що дозволяє скоротливим пучкам актину взаємодіяти через плазмолему. Адгезійні пояси є постійними скупченнями актинових та міозинових філаментів у нем’язевих клітинах. Виявлені, наприклад, в епітеліальних клітинах поблизу апікальної плазматичної мембрани, де сусідні клітини латерально з’єднані одна з одною.

Табл.5.1.